《SE理论与方法论》PPT课件.ppt

1、2.2 SE理论与方法论,一SE理论 二SE基本工作过程 三系统分析原理及其应用,一SE理论,一般系统论（general system theory) 19241928;奥地利理论生物学家L.VON 贝塔朗菲； 1945年发表关于一般系统论 研究复杂系统一般规律的学科 基本观点： 整体性 开放性及目的性（有效性、适应性、寻的性） 动态相关性（动态性取决于相关性） 等级层次性 有序性（结构或空间；发展或时间）,SE理论,控制论（Cybernatics） 维纳于1948年出版了控制论一书 经典控制论现代控制论大系统控制理论 研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、 建模及模型简化等。 对系统方法的启

2、示： 黑箱-灰箱-白箱法 功能模拟法 形式化、数量化、最优化方法,SE理论,信息论 美国数学家申农（C.E.Shannon）和维纳 （信息科学）以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机、光导纤维等为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要研究目标。 类比方法 统计方法 信息方法（运用信息的观点，把系统看作是借助于信息的获取、传递、加工、处理而实现其有目的性的运动的一种研究方法）,SE理论,耗散结构理论（dissipative structure theory) 1969；比利时统计物理学家I.普利高津 研究远离平衡态的开放系统从无序到有序的演化规律的一种理论 协

3、同学（synergetics） 70年代初，联邦德国理论物理学家 H.哈肯 研究协同系统从无序到有序的演化规律的新兴综合性学科,SE理论,超循环理论（hypercycle theory） 1971，德国生物物理学家 M.艾根 研究分子自组织的一种理论 突变论（catastrophe theory） 60年代末，法国数学家 R.托姆 研究不连续现象的一个新兴数学分支，也是一般形态学的一种理论，能为自然界中形态的发生和演化提供数学模型,SE理论,新三论的启示： 1.社会经济系统虽呈现一些物理化学规律，但有其许多超规律； 2.社会经济系统从低级向高级转变必定依赖于开放、内部协同的条件； 3.无论是渐

4、变还是突变，都有规律可循.,SE理论,微分动力系统（differential dynamical systems） 60年代初，S.斯梅尔、廖山涛（北大数学教授） 系统科学的一个数学分支。主要研究随时间演变的动力系统的整体性质及其在扰动中的变化,SE理论,分岔理论（bifurcation theory） 50年代，苏联学者A.A.安德罗诺夫等 研究分岔现象的特性和产生机理的数学理论 （早在19世纪，C.雅可比、H.庞加莱等人就已引进“分岔”概念） 卡姆定理（KAM theorem） 50年代中至60年代初，A.H柯尔莫戈罗夫、B.阿诺德、J.莫泽先后提出和证明 关于哈密顿力学系统运动稳定性的一

5、种论断，它反映“弱”不可积（或接近可积）系统的运动规律，该定理是牛顿力学在20世纪的重大进展,SE理论,泛系理论（pansystems theory） 1976，吴学谋（中科院武汉数理所研究员） 一种研究广义系统、关系的理论和方法，又称泛系方法或泛系方法论 灰色系统理论（gray systems theory） 1979，邓聚龙（华中科技大教授） 关于信息不完全或不确定系统的控制理论，应用在系统预测等方面,SE理论,钱学森 我认为把运筹学、控制论和信息论同贝塔朗菲（一般系统论）、普利高津（耗散结构理论）、哈肯（协同学）、艾根（超循环理论）等人的工作融会贯通，加以整理，就可以写出系统学这本书了。

6、,SE理论,系统工程理论新进展 1.与多种学科相互渗透与交叉 自然科学、社会科学、决策支持系统、专家系统（人工智能知识系统） 2.系统工程日益受到人们重视 硬系统软系统 定量分析（忽略问题本身）思考方法,SE理论,复杂系统理论 1.以圣菲研究所（SFI）为代表的理论框架，其代表性理论是1994年霍兰提出的CAS（复杂适应系统）理论（美国学派）适应性造就复杂性： （1）研究主体的适应和演化要注意：聚集、非线性、流、多样性、标识、内部模型(层次)、积木； （2）认识方面的贡献：主体是主动的、活的实体；个体与环境相互作用、把宏观与微观结合起来；考虑随机因素. 不足：框架粗糙内容模糊有效性有待完善,S

7、E理论,2.以开放的复杂巨系统理论为核心的理论体系（中国学派） 系统按照复杂程度可分为：简单系统、简单巨系统、复杂巨系统和特殊复杂巨系统。 开发的复杂巨系统： （1）与环境交换物质、能量和信息； （2）包含多个子系统； （3）子系统种类繁多。,SE理论,处理开放复杂巨系统的方法论：从定性到定量的综合集成方法 综合集成研讨厅体系构想 机器体系、专家体系和知识体系 按照分布式交互网络和层次结构组织,二SE基本工作过程,1.霍尔三维结构 A.D.Hall 1969 系统工程活动 矩阵：T-L,SE基本工作过程,2. 切克兰德方法论,SE基本工作过程,3.两种方法论的比较 (?) 相同点：问题导向；注

8、重程序及阶段； 不同点： (研究对象或应用领域、基本方法、 核心内容或关键点优化和比较、 反馈机制、),应用企业管理系统工程活动矩阵,逻辑 步骤,活动项目,工作过程,三、系统分析原理及应用,1.系统分析概念 系统分析（SA）是在对系统问题现状及目标充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。 SA是SE的核心内容、分析过程和基本方法。,系统分析原理,SA要素： 问题 目的及目标 方案 模型（结构、数学、仿真） 评价 决策者,2.SA程序,初步SA,规范分析,综合分析,系统分析原理-

9、SA程序,SA程序图是SA的一般过程，也为全课程提供了基本的逻辑框架，因而十分重要。在对其理解和应用上应注意以下各点： 重视做好初步SA. 5W1H(What/Why/Who/Where/When/How)方法是做好这段工作的基本线索。 在规范分析中一般需（或尽可应）建立结构模型、数学模型或仿真模型。,系统分析原理- SA程序,每段结束后系统方案的变化轨迹是：可行方案非劣方案经排序的非劣方案（或称选择性方案）。 环境分析贯穿SA全过程，在SA中是十分重要和必不可少的。 在管理应用SA过程中，并不一定要（或能）遍历并完成每一个具体过程。,系统分析原理,3、SA的特点及原则 （1）问题导向 （2）以整体为目标 （3）多方案模型分析和选优